Алюміній є найпоширенішим кольоровим металом, і спектр його застосування продовжує розширюватися. Існує понад 700 000 видів алюмінієвої продукції, яка обслуговує різні галузі промисловості, включаючи будівництво, оздоблення, транспорт та аерокосмічну промисловість. У цій дискусії ми розглянемо технологію обробки алюмінієвих виробів та те, як уникнути деформації під час обробки.
До переваг та характеристик алюмінію належать:
- Низька щільністьАлюміній має щільність близько 2,7 г/см³, що приблизно втричі менше, ніж у заліза чи міді.
- Висока пластичність:Алюміній має чудову пластичність, що дозволяє формувати його в різні вироби за допомогою методів обробки під тиском, таких як екструзія та розтягування.
- Стійкість до корозії:Алюміній природним чином утворює на своїй поверхні захисну оксидну плівку, або за природних умов, або шляхом анодування, що забезпечує кращу стійкість до корозії порівняно зі сталлю.
- Легко зміцнюється:Хоча чистий алюміній має низький рівень міцності, його міцність можна значно підвищити за допомогою анодування.
- Полегшує обробку поверхні:Обробка поверхні може покращити або змінити властивості алюмінію. Процес анодування добре зарекомендував себе та широко використовується в обробці алюмінієвих виробів.
- Добра провідність та перероблюваність:Алюміній є чудовим провідником електрики та легко переробляється.
Технологія обробки алюмінієвих виробів
Штампування алюмінієвих виробів
1. Холодне штампування
Використаним матеріалом є алюмінієві гранули. Ці гранули формуються за один крок за допомогою екструзійної машини та прес-форми. Цей процес ідеально підходить для створення стовпчастих виробів або форм, які важко досягти розтягуванням, таких як еліптичні, квадратні та прямокутні форми. (Як показано на рисунку 1, машина; рисунку 2, алюмінієві гранули; та рисунку 3, виріб)
Тоннаж використовуваної машини пов'язаний з площею поперечного перерізу виробу. Зазор між верхнім пуансоном та нижнім пуансоном, виготовленим з вольфрамової сталі, визначає товщину стінки виробу. Після завершення пресування вертикальний зазор від верхнього пуансона до нижнього пуансона вказує на верхню товщину виробу (як показано на рисунку 4).
Переваги: короткий цикл відкриття форми, нижча вартість розробки, ніж у розтягувальних форм. Недоліки: тривалий виробничий процес, значні коливання розміру виробу під час процесу, висока вартість робочої сили.
2. Розтяжка
Використаний матеріал: алюмінієвий лист. Використовуйте формувальний верстат безперервної дії та форму для виконання кількох деформацій, щоб задовольнити вимоги до форми, підходить для не колоноподібних тіл (вироби з вигнутого алюмінію). (Як показано на рисунку 5, верстат, рисунку 6, форма та рисунку 7, виріб)
Переваги:Розміри складних та багатодеформованих виробів стабільно контролюються під час виробничого процесу, а поверхня виробу є більш гладкою.
Недоліки:Висока вартість прес-форми, відносно тривалий цикл розробки та високі вимоги до вибору машини та точності.
Обробка поверхні алюмінієвих виробів
1. Піскоструминна обробка (дробоструминне зміцнення)
Процес очищення та надання шорсткості металевій поверхні впливом високошвидкісного потоку піску.
Цей метод обробки поверхні алюмінію підвищує чистоту та шорсткість поверхні заготовки. В результаті покращуються механічні властивості поверхні, що призводить до кращої стійкості до втоми. Це покращення збільшує адгезію між поверхнею та будь-якими нанесеними покриттями, подовжуючи їх довговічність. Крім того, це сприяє вирівнюванню та естетичному вигляду покриття. Цей процес часто зустрічається в різних продуктах Apple.
2. Полірування
Метод обробки використовує механічні, хімічні або електрохімічні методи для зменшення шорсткості поверхні заготовки, що призводить до гладкої та блискучої поверхні. Процес полірування можна розділити на три основні типи: механічне полірування, хімічне полірування та електролітичне полірування. Поєднуючи механічне полірування з електролітичним поліруванням, алюмінієві деталі можуть досягти дзеркального блиску, подібного до нержавіючої сталі. Цей процес надає відчуття вишуканої простоти, моди та футуристичного вигляду.
3. Волочіння дроту
Волочіння металевого дроту – це виробничий процес, під час якого лінії багаторазово вискоблюються з алюмінієвих пластин наждачним папером. Волочіння дроту можна розділити на пряме волочіння, випадкове волочіння, спіральне волочіння та волочіння ниткового дроту. Процес волочіння металевого дроту дозволяє чітко побачити кожну тонку шовкову мітку, завдяки чому матовий метал має тонкий волосяний блиск, а виріб має як модний, так і технологічний вигляд.
4. Різання при високій освітленості
Для різання виділень використовується прецизійний гравірувальний верстат для посилення алмазного ножа на шпинделі прецизійного гравірувального верстата, що обертається з високою швидкістю (зазвичай 20 000 об/хв), для вирізання деталей та створення локальних виділень на поверхні виробу. Яскравість виділень виділень залежить від швидкості фрезерування. Чим вища швидкість свердління, тим яскравіші виділення виділень. І навпаки, чим темніші виділення виділень, тим більша ймовірність того, що вони залишать сліди від ножа. Глянцеве різання особливо поширене в мобільних телефонах, таких як iPhone 5. В останні роки деякі високоякісні металеві рамки телевізорів отримали глянцеве покриття.Фрезерування з ЧПКтехнологія, а процеси анодування та щіткового покриття роблять телевізор сповненим моди та технологічної гостроти.
5. Анодування
Анодування – це електрохімічний процес окислення металів або сплавів. Під час цього процесу алюміній та його сплави утворюють оксидну плівку, коли електричний струм подається в певному електроліті за певних умов. Анодування підвищує твердість поверхні та зносостійкість алюмінію, подовжує термін його служби та покращує його естетичну привабливість. Цей процес став життєво важливим компонентом обробки поверхні алюмінію та наразі є одним із найпоширеніших та найуспішніших доступних методів.
6. Двоколірний анод
Двоколірний анод – це процес анодування виробу для нанесення різних кольорів на певні ділянки. Хоча ця техніка двоколірного анодування рідко використовується в телевізійній індустрії через її складність і високу вартість, контраст між двома кольорами підкреслює вишуканий та унікальний зовнішній вигляд виробу.
Існує кілька факторів, що сприяють деформації алюмінієвих деталей під час обробки, включаючи властивості матеріалу, форму деталі та умови виробництва. Основними причинами деформації є: внутрішні напруження, присутні в заготовці, сили різання та тепло, що утворюються під час обробки, а також сили, що діють під час затискання. Щоб мінімізувати ці деформації, можна впровадити спеціальні технологічні заходи та навички роботи.
Технологічні заходи для зменшення деформації при обробці
1. Зменшення внутрішнього напруження заготовки
Природне або штучне старіння, разом з вібраційною обробкою, може допомогти зменшити внутрішню напругу в заготовці. Попередня обробка також є ефективним методом для цієї мети. Для заготовки з товстою головою та великими вухами під час обробки може виникнути значна деформація через значний запас. Попередньо обробивши зайві частини заготовки та зменшивши запас у кожній області, ми можемо не тільки мінімізувати деформацію, яка виникає під час подальшої обробки, але й зменшити деякі внутрішні напруження, що виникають після попередньої обробки.
2. Покращення ріжучої здатності інструменту
Матеріал інструменту та геометричні параметри суттєво впливають на силу різання та нагрівання. Правильний вибір інструменту є важливим для мінімізації деформації деталей під час обробки.
1) Обґрунтований вибір геометричних параметрів інструменту.
① Кут нахилу:За умови збереження міцності леза, кут переднього заточки слід вибирати більшим. З одного боку, це може заточити гостру кромку, а з іншого боку, це може зменшити деформацію різання, зробити видалення стружки плавним і таким чином зменшити силу різання та температуру різання. Уникайте використання інструментів з негативним кутом переднього заточки.
② Кут нахилу спинки:Розмір заднього кута безпосередньо впливає на знос задньої поверхні інструмента та якість обробленої поверхні. Товщина різання є важливою умовою вибору заднього кута. Під час чорнового фрезерування, через велику швидкість подачі, велике навантаження різання та високе тепловиділення, необхідні хороші умови відведення тепла інструментом. Тому задній кут слід вибирати меншим. Під час чистового фрезерування край повинен бути гострим, тертя між задньою поверхнею інструмента та обробленою поверхнею має бути зменшене, а також пружна деформація має бути зменшена. Тому задній кут слід вибирати більшим.
③ Кут нахилу спіралі:Щоб фрезерування було плавним та зменшило зусилля фрезерування, кут нахилу спіралі слід вибирати якомога більшим.
④ Головний кут відхилення:Відповідне зменшення основного кута відхилення може покращити умови розсіювання тепла та знизити середню температуру зони обробки.
2) Покращити структуру інструменту.
Зменшення кількості зубців фрези та збільшення простору для стружки:
Оскільки алюмінієві матеріали демонструють високу пластичність та значну деформацію різання під час обробки, важливо створити більший простір для стружки. Це означає, що радіус дна канавки для стружки повинен бути більшим, а кількість зубців на фрезі - меншою.
Тонке шліфування зубів різця:
Значення шорсткості ріжучих кромок зубів різця має бути менше Ra = 0,4 мкм. Перед використанням нового різця рекомендується кілька разів обережно відшліфувати передню та задню частини зубів різця дрібним олійним каменем, щоб усунути будь-які задирки або незначні пилкоподібні візерунки, що залишилися після процесу заточування. Це не тільки допомагає зменшити нагрівання під час різання, але й мінімізує деформацію різання.
Суворо контролюйте стандарти зносу інструментів:
Зі зношуванням інструментів шорсткість поверхні заготовки збільшується, температура різання підвищується, і заготовка може зазнати підвищеної деформації. Тому вкрай важливо вибирати інструментальні матеріали з відмінною зносостійкістю та забезпечити, щоб знос інструменту не перевищував 0,2 мм. Якщо знос перевищує цю межу, це може призвести до утворення стружки. Під час різання температуру заготовки, як правило, слід підтримувати нижче 100°C, щоб запобігти деформації.
3. Покращення методу затискання заготовки. Для тонкостінних алюмінієвих заготовок з низькою жорсткістю можна використовувати такі методи затискання для зменшення деформації:
① Для тонкостінних деталей з втулками використання трикулачкового самоцентруючого патрона або пружинної цанги для радіального затискання може призвести до деформації заготовки після її послаблення після обробки. Щоб уникнути цієї проблеми, краще використовувати метод осьового затискання торця, який забезпечує більшу жорсткість. Розташуйте внутрішній отвір деталі, створіть наскрізний різьбовий оправник і вставте його у внутрішній отвір. Потім за допомогою кришки затисніть торець і щільно закріпіть його гайкою. Цей метод допомагає запобігти деформації затискання під час обробки зовнішнього кола, забезпечуючи задовільну точність обробки.
② Під час обробки тонкостінних листових металевих заготовок рекомендується використовувати вакуумну присоску для досягнення рівномірно розподіленого зусилля затиску. Крім того, використання меншої кількості різу може допомогти запобігти деформації заготовки.
Ще один ефективний метод полягає в заповненні внутрішньої частини заготовки середовищем для підвищення її оброблюваної жорсткості. Наприклад, розплав сечовини, що містить від 3% до 6% нітрату калію, можна залити в заготовку. Після обробки заготовку можна занурити у воду або спирт для розчинення наповнювача, а потім вилити його.
4. Розумна організація процесів
Під час високошвидкісного різання процес фрезерування часто створює вібрацію через великі припуски на обробку та переривчасте різання. Ця вібрація може негативно вплинути на точність обробки та шорсткість поверхні. В результаті...Процес високошвидкісного різання на верстатах з ЧПКзазвичай поділяється на кілька етапів: чорнова обробка, напівчистова обробка, зачистка кутів та чистова обробка. Для деталей, що потребують високої точності, перед чистовою обробкою може знадобитися вторинна напівчистова обробка.
Після етапу чорнової обробки бажано дати деталям охолонути природним шляхом. Це допомагає усунути внутрішню напругу, що виникає під час чорнової обробки, та зменшує деформацію. Припуск на обробку, що залишається після чорнової обробки, повинен бути більшим за очікувану деформацію, зазвичай від 1 до 2 мм. Під час етапу чистової обробки важливо підтримувати рівномірний припуск на обробку на готовій поверхні, зазвичай від 0,2 до 0,5 мм. Ця рівномірність гарантує, що ріжучий інструмент залишається у стабільному стані під час обробки, що значно зменшує деформацію різання, підвищує якість поверхні та забезпечує точність виробу.
Операційні навички для зменшення деформації обробки
Алюмінієві деталі деформуються під час обробки. Окрім вищезазначених причин, метод обробки також дуже важливий у реальній експлуатації.
1. Для деталей з великими допусками на обробку рекомендується симетрична обробка для покращення тепловіддачі під час обробки та запобігання концентрації тепла. Наприклад, під час оброблення листа товщиною 90 мм до 60 мм, якщо одна сторона фрезерується одразу після іншої, кінцеві розміри можуть призвести до допуску площинності 5 мм. Однак, якщо використовувати симетричний підхід обробки з повторною подачею, коли кожна сторона обробляється до кінцевого розміру двічі, площинність можна покращити до 0,3 мм.
2. Коли на листових деталях є кілька порожнин, не рекомендується використовувати метод послідовної обробки, звертаючись до однієї порожнини за раз. Такий підхід може призвести до нерівномірних зусиль на деталях, що спричиняє деформацію. Натомість використовуйте метод пошарової обробки, коли всі порожнини в шарі обробляються одночасно, перш ніж перейти до наступного шару. Це забезпечує рівномірний розподіл напружень на деталях і мінімізує ризик деформації.
3. Щоб зменшити силу різання та нагрівання, важливо регулювати величину різання. Серед трьох компонентів величини різання, величина зворотного різання суттєво впливає на силу різання. Якщо припуск на обробку надмірний, а сила різання за один прохід занадто висока, це може призвести до деформації деталей, негативно вплинути на жорсткість шпинделя верстата та зменшити довговічність інструменту.
Хоча зменшення величини зворотного різання може збільшити термін служби інструменту, воно також може знизити ефективність виробництва. Однак високошвидкісне фрезерування на верстатах з ЧПК може ефективно вирішити цю проблему. Зменшуючи величину зворотного різання та відповідно збільшуючи швидкість подачі та швидкість верстата, можна зменшити силу різання без шкоди для ефективності обробки.
4. Послідовність операцій різання є важливою. Чорнова обробка зосереджена на максимізації ефективності обробки та збільшенні швидкості видалення матеріалу за одиницю часу. Як правило, для цього етапу використовується зворотне фрезерування. При зворотному фрезеруванні надлишковий матеріал з поверхні заготовки видаляється з найвищою швидкістю та за найкоротший можливий час, ефективно формуючи базовий геометричний профіль для чистового етапу.
З іншого боку, чистова обробка надає пріоритет високій точності та якості, що робить фрезерування по горизонталі кращим методом. При фрезеруванні по вертикалі товщина різу поступово зменшується від максимуму до нуля. Такий підхід значно зменшує зміцнення та мінімізує деформацію оброблюваних деталей.
5. Тонкостінні заготовки часто деформуються через затискання під час обробки, і ця проблема залишається навіть на стадії чистової обробки. Щоб мінімізувати цю деформацію, рекомендується послабити затискний пристрій до досягнення кінцевого розміру під час чистової обробки. Це дозволяє заготовці повернутися до початкової форми, після чого її можна обережно знову затиснути — достатньо лише для утримання заготовки на місці — залежно від відчуття оператора. Цей метод допомагає досягти ідеальних результатів обробки.
Підсумовуючи, затискну силу слід прикладати якомога ближче до опорної поверхні та спрямовувати вздовж найсильнішої жорсткої осі заготовки. Хоча вкрай важливо запобігти розхитуванню заготовки, затискну силу слід звести до мінімуму для забезпечення оптимальних результатів.
6. Під час обробки деталей з порожнинами уникайте безпосереднього проникнення фрези в матеріал, як це робить свердло. Такий підхід може призвести до недостатнього місця для стружки фрезою, що може спричинити такі проблеми, як нерівномірне видалення стружки, перегрів, розширення та потенційне руйнування стружки або поломка компонентів.
Замість цього, спочатку використовуйте свердло такого ж або більшого розміру, ніж фреза, щоб створити початковий отвір для фрези. Після цього фреза використовується для фрезерування. Або ж можна скористатися програмним забезпеченням CAM для створення програми спірального різання для цього завдання.
Якщо ви хочете дізнатися більше або отримати запит, будь ласка, зв'яжіться з намиinfo@anebon.com
Спеціалізація та усвідомлення потреб команди Anebon у наданні послуг допомогли компанії здобути чудову репутацію серед клієнтів по всьому світу завдяки пропонування доступних послуг.Деталі з ЧПК-обробкою, деталі для різання на верстатах з ЧПК таТокарний верстат з ЧПУобробка деталей. Головна мета Anebon — допомогти клієнтам досягти своїх цілей. Компанія докладає величезних зусиль для створення взаємовигідної ситуації для всіх і запрошує вас приєднатися до них.
Час публікації: 27 листопада 2024 р.